Единство нервных и гуморальных механизмов регуляции

Организм людей – это уникальная по своему развитию и контролю система, в которой каждой клетке отведено свое место и роль. В процессе эволюции она непрерывно усложнялась, чтобы добиться преимуществ над остальными представителями природы. Так, гуморальная регуляция – с помощью жидких сред, уже не справлялась со своими обязанностями. Возникла нервная регуляция – с множеством промежуточных нейронов и отдаленных центров контроля. Однако, обе они тесно взаимодействуют для достижения жизненных целей – обеспечения постоянства и безопасности внутренней среды.

Особенности гуморальной регуляции

Механизм гуморальной регуляции функций организма осуществляется с помощью специфических химических соединений – биологических веществ. Они поступают в жидкие среды – кровь, а также лимфу, затем перемещаются к тканям и внутренним структурам. Ведущая роль при этом, безусловно, принадлежит гормонам.

Их вырабатывают особые структурные единицы – железы внутренней секреции. Как правило, они локализуют вдали от контролируемого органа. При этом благодаря гуморальной регуляции осуществляется воздействие сразу на несколько зон организма. К примеру, половое созревание, пищеварение, рост.

Тем не менее, возможности гуморальной регуляции в организме человека ограничены. Ведь она воздействует сравнительно медленно – требуется выработка химических соединений, их поступление в русло крови и достижение подконтрольной области. Действие гормона продолжительное, оно не прекращается даже при значительном снижении его концентрации. В этом основная особенность эндокринной регуляции, что актуально для сохранения постоянства внутренней среды.

В чем же суть гуморальной регуляции, можно понять на примере роста человека. По мере развития плода и формирования внутренних желез секреции, начинается выработка биологических веществ для правильного телосложения. Если гормонов в крови много – вырастет гигант, тогда как при их низкой концентрации – карлик. Приемлемый рост обеспечивается тщательно выверенным самой природой соотношением количества гормона.

То же самое можно отнести к каждой функциональной деятельности – для пищеварения это инсулин, для движения и скорости реакции – адреналин и норадреналин, для репродуктивной деятельности – половые гормоны. Все, даже самые мелкие и, на первый взгляд, незначительные изменения в организме людей, находятся под строгим гуморальным контролем.

Особенности нервной регуляции

В процессе эволюции нервная регуляция сформировалась позже – к этому были необходимы предпосылки. Так, по мнению специалистов, живым единицам уже стало не хватать только гуморальных связей между клетками. Ведь требовалось быстрее передавать получаемую информацию и реагировать на внешние и внутренние угрозы.

У людей все этапы нервной регуляции осуществляются с помощью центральных структур – головного мозга с подкорковыми ядрами, а также периферических образований – нервных сплетений. К примеру, человек опаздывает на работу и видит приближение подходящей ему электрички. Его мозг просчитывает, какое время необходимо для достижения платформы и отдает команды дыхательной, сердечнососудистой системе, а также мышцам конечностей. В итоге опаздывающий человек успевает добежать и впрыгнуть в вагон электрички.

Только нервной регуляцией, конечно, не обойтись. Она отличается нейрогуморальной направленностью. Ведь, требуется и выработка гормонов, и их влияние на функциональные возможности людей.

Взаимодействие систем

Все разнообразие механизмов регуляции функциональной активности человеческого организма специалисты традиционно классифицируют на нервные, а также гуморальные процессы. Тогда как они практически неотделимы и составляют единую систему. Ее задача – обеспечение постоянства внутренней среды организма. Благодаря этому люди приспосабливаются к изменениям извне, и вид получает возможность сохраняться в природе.

И нервный, и гуморальный механизм имеют разнообразные связи на всех уровнях функционирования мозговых центров, а также при передаче сигнальной информации к контролируемым структурам. Так, регуляция функций в организме осуществляется в большинстве случаев с помощью рефлекторной дуги, в которой взаимосвязь между сигнальными молекулами осуществляется посредством гуморальных факторов. В таком качестве выступают нейромедиаторы – особые химические соединения. Именно они корректируют восприимчивость рецепторов и их функциональные возможности.

Однако, гуморальная регуляция организма находится под контролем головного мозга. Он может запускать или замедлять выделение гормонов. Как правило, эти процессы между кровью и мозгом осуществляются на бессознательном уровне. Особенно в дыхательной, пищеварительной, сердечнососудистой системах. В ряде ситуаций требуется сознательный контроль – к примеру, быстро добежать на работу, чтобы не опоздать. Именно в том, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции, и заключается их единство и эффективность.

Различия

Несмотря на явную взаимосвязь механизмов нервной, а также гуморальной регуляции, на уровне биологической и морфофункциональной единицы они имеют различия. В большинстве своем их разделяют по свойствам:

• нервная регуляция в отличие, от гуморальной, целенаправленная – импульс перемещается в строго предназначенную зону;
• гуморальный сигнал – с током крови распространяется по всему организму, а реакция тканей зависит от присутствия молекулярных рецепторов;
• скорость сигналов выше по нервному волокну, а не в жидких средах организма;
• время сохранения сигнала в нервной системе короткое, поэтому и реакция контролируемого органа быстрая, тогда как концентрация гормонов сохраняется продолжительный период;
• изученность нервной регуляции лучше, поскольку она поддается регистрации инструментальными аппаратами, а исследование гуморальных функций затрудненно обширностью подчиненных тканей.

Результатом, как отличий, так и сходства гуморальных и нервных механизмов контроля деятельности внутренних органов является целостность человека, как биологической единицы. Преимущества одной системы компенсируют возможные недочеты другой, однако, ведущая роль принадлежит, все же высшей нервной регуляции.

Гуморальные железы

Внутренние органы, которые выделяют гормональные вещества, локализуются у людей в разных частях тела. Благодаря этому они прицельнее осуществляют гуморальную регуляцию. Так, в основании полушарий головного мозга расположен гипофиз. Сам по себе небольшого размера, он выделяет крайне важные для человека биологически активные соединения. К примеру, гормон роста.

Тогда как контроль концентрации в русле крови возложен на инсулин. Его выделяют особые клетки в ткани поджелудочной железы. При его малом количестве формируется тяжелое своими осложнениями заболевание – диабет.

Двойственное влияние оказывают на организм человека гормоны щитовидной железы. При их чрезмерном выделении развивается гипертиреоз, а при дефиците гипотиреоз. Оба расстройства негативно отражаются на деятельности остальных внутренних органов, а у детей – на интеллектуальном и физическом развитии.

Другими железами гуморальной регуляции являются – паращитовидные клетки, надпочечники, вилочковое образование, а также половые структуры – яичники и яички. Все они тесно взаимодействуют между собой и с центральной нервной системой. Это позволяет человеку адаптироваться и к внутренним изменениям – в периоды полового созревания/угасания, и к внешним факторам – плохая экология, неправильное питание, интоксикации. При сбое в работе гуморальных механизмов, будет наблюдаться усиление работы нервных клеток. При исчерпании компенсаторных возможностей – возникнут различные болезни.

Патологии

Влияние тесной взаимосвязи нервной регуляции с гуморальным контролем человек ощущает на себе лучше всего в непривычных для него условиях – когда требуется приложить больше усилий для выполнения поставленных задач. К примеру, в случае пожара при высокой загазованности воздуха, нагрузка возрастает на дыхательную, а также сердечнососудистую системы. Организм при возрастании концентрации углекислого газа, старается его компенсировать. Если же это не удается, появляются такие заболевания, как бронхит, астма, фарингит хронического течения.

Патологические состояния в сердечной мышце – это часто результат сбоя в выделении гормонов надпочечников, адреналина с норадреналином. При их колебаниях в кровяном русле возникают различные сердечные аритмии, тахикардии, а затем и сердечная недостаточность. Нервная регуляция далеко не всегда справляется с защитной функцией, ведь гормоны длительное время могут сохранять свое влияние на сердце.

Хорошо изучены патологии щитовидной железы. Они приводят к изменениям в обменных процессах. От их концентрации напрямую зависит потребление тканями кислорода. Если их много, то температура тела повышается, усвоение питательных веществ ускоряется, рост тела усиливается. Все эти симптомы характерны для гипертиреоза. Тогда как при замедлении поступления гормонов возникает микседема – повышение массы, тела, апатия, снижение обменных процессов и температуры.

Тяжело протекают патологии репродуктивной системы, если в основе лежат сбои гормонального фона. К примеру, изменяется характер волосяного покрова, телосложения, модуляции голоса, способность к размножению.

Прогноз при заболеваниях гуморального характера во многом будет определен своевременностью обращения человека за медицинской помощью и грамотностью подбора гормональной терапии. В большинстве случаев врачам удается достичь положительных результатов в борьбе за восстановление адекватной регуляции внутренних органов.

В организме всех животных существуют две системы регуляции функций – нервная и гуморальная. Хорошо известна роль нервной системы, но и двигательная система, и аффективная, и когнитивная – все они находятся под гуморальным контролем, т. е. под контролем веществ, переносимых по организму с жидкостями, в первую очередь с кровью.

Исторически сложилось так, что нервная регуляция долгое время считалась основной, а исследования гуморальной регуляции были предметом лишь медицины и клинической физиологии. Начиная с эпохи Просвещения в физиологии, медицине и психологии стал доминировать принцип нервизма, согласно которому работа внутренних органов и поведение человека регулируются с помощью импульсов, распространяемых по нервам. В частности, и гипофиз – центральная эндокринная железа – управляется сигналами, поступающими из головного мозга.

В дальнейшем приоритет рефлекторного принципа, неотделимого от принципа нервизма, укрепился благодаря огромной популярности работ И. П. Павлова.

Гуморальная регуляция и нервная регуляция – две стороны единой системы нейрогуморальной регуляции

Эти вещества получили название нейростероидов. Синтез, функции и регуляция секреции нейростероидов сейчас интенсивно изучаются во всем мире, хотя они лишь модулируют эффекты прогестерона, который синтезируется в периферических железах и попадает в головной мозг с общим кровотоком. Таким образом, взрыв интереса к биологически активному веществу, влияющему на психику и поведение, о чем стало известно еще полвека назад, был вызван лишь сообщением, что оно синтезируется не только в периферических железах, но и в головном мозге.

Гуморальная и нервная регуляция не противопоставлены друг другу – это две стороны единой нейрогуморальной системы регуляции функций в организме. Исключительно для удобства исследования нервный и гуморальный компоненты рассматриваются отдельно. При этом используются разные методы исследований. Для изучения нервной системы удобна регистрация электрической активности и электрическое раздражение отдельных органов, тканей и клеток. В исследованиях гуморальной регуляции используют биохимический анализ и фармакологические воздействия. Электрофизиологические и биохимические методы весьма изощренны и требуют специальной подготовки исследователя. Поэтому, как правило, нервные и гуморальные процессы рассматриваются изолированно друг от друга. Так, известный русский биолог Н. К. Кольцов разделял химико-психические (аффекты) и нервно-психические (когнитивные) способности человека. Однако разделение целостного поведения на аффективный и когнитивный компоненты, на эмоции и сознание тоже искусственное, и оно делается исключительно для упрощения исследований.

Крупнейший физиолог Л. А. Орбели неоднократно подчеркивал, что нервный и гуморальный механизмы регуляции функций не исключают друг друга, а представляют собой две стороны единой нейрогуморальной регуляторной системы.

Глава 2

Гуморальная система

Общая часть

Гуморальная и нервная системы регуляции являются двумя аспектами единой системы нейрогуморальной регуляции целостных функций организма

Все функции организма находятся под двойным контролем: нервным и гуморальным. Под гуморальным влиянием находятся абсолютно все органы и ткани организма человека, тогда как нервный контроль отсутствует у двух органов: коры надпочечников и плаценты. Это означает, что эти два органа не имеют нервных окончаний, однако не значит, что функции коры надпочечников и плаценты находятся вне сферы нервных влияний. В результате активности нервной системы изменяется выделение гормонов, которые регулируют функции коры надпочечников и плаценты.

Нервная и гуморальная регуляция одинаково важны для сохранения организма как целого, в том числе и при организации поведения. Следует в очередной раз подчеркнуть, что гуморальная и нервная регуляция не являются, строго говоря, различными системами регуляции. Они представляют две стороны единой нейрогуморальной системы. Роль и доля участия каждой из двух систем различна для разных функций и состояний организма. Но в регуляции целостной функции всегда присутствуют и гуморальные, и чисто нервные влияния. Разделение на нервные и гуморальные механизмы вызвано тем, что для их изучения используются либо физические, либо химические методы. Для изучения нервных механизмов чаще используются исключительно методы регистрации электрических полей. Исследование гуморальных механизмов невозможно без использования биохимических методов.

Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 454 ;

В организме высших животных и человека в результате длительной эволюции сложилась единая нейрогуморальная система регуляции функций. Деление этой системы на нервную и гуморальную условное с целью анализа сложнейших процессов, управляющих организмом.

Ведущую роль в регуляторных реакциях играет нервная система и ее высший отдел — кора больших полушарий головного мозга. От многочисленных рецепторов, находящихся во всех органах и тканях, в нее поступает как в главный диспетчерский центр информация об окружающей среде, о внутреннем состоянии организма, всех изменениях в работе органов и систем, об изменениях в составе крови и тканевой жидкости.

Гуморальные агенты могут включаться в рефлекторные дуги как самостоятельные звенья. Такой способностью, например, обладают гормоны. Допустим, в крови животного возрос уровень глюкозы. Это вызывает возбуждение рецепторов сосудов (хеморецепторов), информация поступает в гипоталамус — отдел промежуточного мозга и в кору больших полушарий. После оценки ситуации из гипоталамуса возбуждение передается в островковый аппарат поджелудочной железы, где вырабатывается гормон инсулин. Инсулин выделяется в кровь, действует на клеточные мембраны и снижает содержание глюкозы в крови до обычного уровня. Таким образом, гормон включился в эфферентную часть рефлекторной дуги.

Однако единство нервной и гуморальной регуляции этим не ограничивается. Известно, что нервные клетки (нейроны) обладают двумя функциями: генерированием биотоков и передачей их на другие клетки, выработкой биологически активных веществ.

О том, что в нервных окончаниях выделяются химические вещества — медиаторы, было известно еще в 20-х годах XX в. Медиаторы являются химическими посредниками между эфферентными нервами и органами. Нервные окончания никогда не проникают внутрь другой клетки, а заканчиваются на небольшом расстоянии от мембраны иннервируемой клетки. Место контакта нервного окончания с другой клеткой — нервной, мышечной или секреторной — называется синапсом (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема строения синапса:

/ — окончание аксона с пузырьками медиатора; 2—синаптическая шель; 3— часть мембраны клетки, на которую переходит возбуждение

Синапс состоит из трех элементов: пресинаптической мембраны (часть нервного окончания), постсинаптической мембраны (часть мембраны другой клетки) и синаптической щели (пространство между пре- и постсинаптической мембранами). Передача возбуждения с нерва на орган (клетку) заключается в том, что под влиянием нервного импульса из пресинаптической мембраны выделяется медиатор, который является химическим раздражителем для постсинаптической мембраны. В результате в ней возникает возбуждение, распространяющееся по всей клетке. Самыми распространенными медиаторами являются ацетилхолин, норадреналин, адреналин и др.

Таким образом, единство нервной и гуморальной регуляции осуществляется на уровне не только нервных окончаний, но и на более высоком уровне — гипоталамо-гипофизарной системы. Регуляция всех жизненных процессов осуществляется единой нейрогумораль- ной системой, в которой ведущее значение играет центральная нервная система и ее высший отдел — кора больших полушарий.

На более простых уровнях организации живой материи — молекулярном, внутриклеточном, тканевом — большую роль играет химическая регуляция. Чем сложнее биологическая система, тем большее значение приобретает нервная регуляция, которая объединяет органы и ткани в различные системы, осуществляя функционирование организма во внешней среде как единого целого.

Гуморальная и нервная системы тесно взаимосвязаны, поэтому принято говорить о единой нейрогуморальной регуляции функций. Единство нервной и гуморальной регуляции доказывается следующими положениями:

- Гуморальные агенты (например, гормоны) могут действовать либо непосредственно на клетки, либо на нервные окончания, иннервирующие данную ткань, или же на нервные центры. В последнем случае рефлекторная дуга выглядит так: рецепторы – афферентный нерв – нервный центр – эфферентный нерв – железа внутренней секреции – гормон – ткань-мишень.

- Большую роль в такой взаимосвязи играют нейропептиды (гормоны, нейросекрет) гипоталамуса – отдела промежуточного мозга. Эти вещества образуются в нервных клетках и влияют на выработку гормонов железами внутренней секреции.

- Передача возбуждения с нервного окончания на другую клетку осуществляется через синапс с помощью гуморального компонента - медиатора. Синапс – место контакта аксона с другой клеткой (нервной, мышечной или секреторной). Медиаторами могут быть адреналин, норадреналин, ацетилхолин и многие другие. В некоторых синапсах возбуждение передается с помощью электрического тока, в них нет гуморального звена.

Таким образом, нервная и гуморальная регуляция физиологических процессов находятся в тесной взаимосвязи, но общий контроль осуществляет центральная нервная система.

На более простых уровнях организации живой материи – молекулярном, внутриклеточном, тканевом – большую роль играет химическая, или гуморальная регуляция. Чем сложнее система – на уровне систем органов, целого организма – тем большее значение приобретает нервная регуляция. Центральная нервная система объединяет системы органов в единое целое и осуществляет взаимодействие организма с внешней средой.

Для любой регуляторной реакции в организме необходимо:

- наличие механизмов, которые предотвращают изменения гомеостаза или возвращают его показатели в физиологические границы.

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

Понятие о возбудимости

Любая живая ткань (животного или растения) способна отвечать на внешние воздействия (раздражители) изменением дифференцировки и роста, функционирования клеток, сдвигами обмена веществ и т.д. Эти изменения неспецифические, то есть проявляются в любой ткани или клетки, они направлены на поддержание гомеостаза сохранение организма во внешней среде и размножение, и называются раздражимостью.

Факторы, вызывающие изменения состояния тканей, называются раздражителями.

По физической природе раздражители могут быть следующими:

1 – физические (прикосновение, давление, свет, звук, электрический ток и др.);

2 – химические (кислоты, соли, щелочи, газы, гормоны и др.);

3 – физико-химические (рН, осмотическое давление);

4 – биологические (вирусы, микробы, паразиты).

По отношению к живой ткани раздражители делят на две группы:

1) адекватные – соответствующие данному типу клеток, вызывающие возбуждение при очень малой энергии воздействия (свет для фоторецептора, звук для слухового рецептора);

2) неадекватные – такие, к которым ткани не приспособлены. Это означает, что ткань либо не имеет к ним соответствующих датчиков, способных улавливать слабые раздражения, или раздражители чрезмерно интенсивные, и вызывают повреждение ткани. Так, электрический ток в нервном волокне (потенциал действия) является адекватным раздражителем для мышцы, его величина всего 110 - 130Мв, а сетевой ток в 220В может быть смертельным. Рецепторы ротовой полости реагируют на слабый раствор соляной кислоты (0,1 - 0,5%), стимулируя выделение слюны, а тот же раствор кислоты, попав на неповрежденную кожу собаки и лошади, никакого действия не вызывает. Однако 10% раствор соляной кислоты уже может вызвать ожог.

В процессе эволюции выделились две ткани животного организма – нервная и мышечная, – способные отвечать на воздействия быстрой и специфической реакцией. Эта реакция называется возбуждением.

Возбуждение – активный физиологический процесс ответа клеток на воздействия, сопровождающийся освобождением различных видов энергии. Самое главное, ранее других изменений возникающие - это генерация электрического импульса (потенциала действия), распространяющегося по всей клетке, и инициирующего внутриклеточные процессы – движение, выделение секрета. Потенциальное же свойство нервной и мышечной ткани отвечать на раздражение называется возбудимостью.

Возбудимые ткани могут находиться в трёх состояниях: физиологического покоя, возбуждения и торможения.

Физиологический покой - состояние клеток при отсутствии раздражителей, но при котором сохраняется необходимый уровень обмена веществ, обеспечивающий ткани возможность перехода в состояние возбуждения. В период физиологического покоя мышцы сохраняют небольшой тонус, а по нервным волокнам пробегают редкие импульсы, не вызывающие сокращения мышц.

Возбуждение – активное (деятельное) состояние ткани. Признаки возбуждения:

1) специфические – сокращение мышечной клетки, проведение нервного импульса по нервному волокну;

2) неспецифические – генерация потенциала действия, усиление обмена веществ, теплообразования; эти изменения проявляются и в нервной, и в мышечной тканях.

Торможение – активная реакции клеток на раздражение, но с отрицательным знаком (уменьшение метаболизма, роста, снижение возбудимости по отношению к раздражителям), что приводит к уменьшению или прекращению возбуждения. Так, снижается ответ ткани на раздражение очень большой силы, такой вид торможения называется пессимальным. Пессимальное торможение предохраняет органы и ткани организма от чрезмерного, запредельного, истощающего ответа.

Законы возбуждения

Ответная реакция ткани на раздражение зависит от силы раздражения, его длительности, и скорости (градиента) нарастания силы.

Минимальная (наименьшая) сила раздражителя, на которую ткань отвечает возбуждением, называется пороговой – пороговой силой или порогом раздражения (возбуждения). Пороговая сила электрического тока, часто используемого в физиологических экспериментах, называется реобазой: рео - ток, базис - основной. Раздражитель меньше пороговой силы возбуждение не вызывает, такая сила называется подпороговой. Раздражитель, больше порогового (сверхпороговый) возбуждение вызывает, и, в зависимости от его величины, ответная реакция ткани может быть разной по степени. На слабое раздражение, близкое к пороговому, ткань отвечает слабой реакцией, на более сильное раздражение ответ усиливается. Однако на очень сильное раздражение ответная реакция ткани снижается и может прекратиться.

Чтобы раздражитель пороговой силы вызвал возбуждение, он должен быть достаточно продолжительным. Наименьшая длительность раздражения пороговой силы, вызывающая ответ ткани, называется полезным временем. С увеличением силы раздражителя уменьшается время его действия, то есть, чем сильнее раздражение, тем меньше становится время, необходимое для возбуждения. Кстати, поэтому при внутривенном или внутримышечном введении лекарств, стараются делать прокол кожи иглой как можно быстрее, тогда животное не почувствует боль.

Минимальное время действия электрического тока, равного удвоенной реобазе, называется хронаксией. Хронаксия является одной из часто используемых характеристик возбудимых тканей: чем меньше хронаксия, тем больше возбудимость ткани.

Хронаксия нервной ткани на порядок меньше, чем мышечной: у лошади и жвачных животных хронаксия двигательных нервов колеблется от 0,09 до 0,2 мс, а скелетных мышц от 0,2 до 0,4 мс. Самая большая хронаксия, измеряемая не мс, а десятками и сотнями мс, у гладких мышц желудка, кишечника и матки.

Хронаксия мышцы с нарушенной иннерваций возрастает в несколько десятков раз по сравнению с нормальной. Это используют для диагностики болезней опорно-двигательного аппарата. Электроды хронаксиметра накладывают на кожу животного, определяют реобазу и хронаксию (по едва заметному сокращению нижележащей мышцы) пораженного участка конечности. Если хронаксия оказывается значительно больше нормальной, это означает, что ток действует не на нервные окончания, а непосредственно на мышечные волокна, а нервные окончания уже не воспринимают раздражения, то есть дегенерированы.

Хронаксия – величина переменная, и зависит от многих факторов: от внешних условий, функционального состояния данной ткани и всего организма в целом. Например, хронаксия у лягушек в зимнее время намного больше, чем весной; хронаксия рецепторов кожи у коров очень низкая во время беременности, и в несколько раз увеличивается после родов.

Сила раздражителя и эффективное время действия (продолжительности) раздражителя связаны между собой, эта зависимость называется законом силы-длительности, или силы-времени. Чрезвычайно сильные раздражения, но действующие в течение очень короткого времени, возбуждение не вызывают. Так, применяющиеся с лечебной цели токи ультравысокой частоты (УВЧ) характеризуются очень высоким напряжением (сотни тысяч вольт), но очень кратковременным импульсом (десятитысячные доли секунды). Такие токи не вызывают сокращений мышц, они действуют на молекулярном уровне, оказывая глубокий прогревающий эффект.

Третье условие возбуждение – это скорость нарастания силы раздражения (градиент раздражения). Чем медленнее нарастает сила раздражения, тем больше становится его пороговая сила. Поэтому слишком медленное нарастание силы раздражения может не вызвать ответную реакцию, такое явление называется аккомодацией ткани. Например, коленный рефлекс возникает при несильном, но быстром ударе перкуторным молоточком по сухожилию четырехглавой мышцы бедра (ниже коленной чашечки). Если же осторожно приложить инструмент к данному месту и медленно не него надавливать, то коленный рефлекс не возникает – слишком низкий градиент раздражения. Эта закономерность относится и к другим видам раздражителей – электрическим, температурным, химическим.

1. Общие принципы регуляции функций.

2. Нервная регуляция функций.

3. Гуморальная регуляция функций.

4. Единство нервных и гуморальных механизмов регуляции.

Общие принципы регуляции функций. Организм человека и животных находится в состоянии непрерывного приспособления к условиям внешней и внутренней среды организма. Совокупность физиологических процессов, обеспечивающих равновесие организма и среды, относится к явлениям регуляции. В основе этих явлений лежит взаимосвязь всех органов и систем организма.

Приспособительные изменения параметров функций ограничены границами гомеостаза, за пределами которых происходит нарушение свойств системы. Изменение параметров функций при поддержании их в границах гомеостаза происходит за счет саморегуляции. Саморегуляция – основная форма взаимодействия внутри организма. Всякое отклонение от того или иного показателя внутренней среды от нормы вызывает цепь процессов, направленных на восстановление ее относительного постоянства.

На всех уровнях структурной организации системы возможны два типа регуляции: по возмущению и по отклонению. Регуляция по возмущению системы возможна только для открытых систем, имеющих связи с внешней средой (например, регуляция дыхания при физической нагрузке). Регуляция по отклонению обеспечивается сравнением имеющихся параметров реакции физиологических систем с требующимися в конкретных условиях, определением степени рассогласования между ними и включением исполнительных механизмов для устранения этого рассогласования (например, регуляция рН крови). Такие системы управления, при которых выход регулируется входом, действуют по принципу обратной связи. Принято рассматривать два вида обратной связи – положительную и отрицательную. Положительная обратная связь означает, что выходной сигнал системы регуляции усиливает входной, т.е. активизация какой либо функции вызывает усиление механизмов еще более ее активирующих. Отрицательная обратная связь означает, что выходной сигнал уменьшает входной, активизация какой либо функции подавляет механизмы регуляции, усиливающие эту функцию.

Нервная регуляция функций. Главная роль в интеграции функций организма принадлежит нервной системе, которая быстро и точно регулирует работу всех органов, координирует деятельность различных систем, постоянно приспосабливает организм к непрерывно меняющимся условиям внешней среды. Выделяют два вида влияний нервной системы на органы – пусковое и модулирующее (коррегирующее). Пусковое влияние вызывает деятельность органа, находящегося в покое. Прекращение импульсации, вызвавшей деятельность органа, ведет к возвращению его в исходное состояние (расслабление мышцы после прекращения импульсации в нервных волокнах). Модулирующее влияние ведет к изменению интенсивности деятельности органа, например усилению или ослаблению сокращений сердца.

Рефлекторная регуляция соматических функций. Соматическая нервная ситстема преимущественно осуществляет связь организма с внешней средой, обуславливая его чувствительность, движения тела, управляя скелетной мускулатурой. Основной формой нервной деятельности являются рефлекторные акты. Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение рецепторов из внешней или внутренней среды организма, осуществляющаяся при участии нервной системы. Структурной основой рефлекса является рефлекторная дуга.

Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней и внутренней среды организма.

Рефлекторная регуляция вегетативных функций. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов, желез внутренней секреции, кровеносных и лимфатических сосудов, управляет обменом веществ.

Вегетативную нервную систему делят на три отдела: симпатическую, парасимпатическую и метасимпатическую.

Симпатическая нервная система не только повышает уровень функционирования организма, но и мобилизует скрытые функциональные возможности, активизирует работу внутренних органов, стимулирует иммунные и гормональные реакции. Поэтому она имеет первостепенное значение при развитии стрессовых состояний. Л.А. Орбели назвал эту функцию – адаптационно-трофической.

Парасимпатическая нервная система обеспечивает поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз), способствует восстановлению истраченных ресурсов организма.

Метасимпатическая нервная система является независимой интегративной системой, способной самостоятельно обрабатывать сенсорную информацию и координировать активность эффекторов. Метасимпатическая регуляция может осуществлятся при полном выключении связей с центральными структурами. Но хотя эта система не имеет своего центрального аппарата ее эфферентные связи опосредованы нейронами симпатической и парасимпатической нервной системы, которые имеют синаптические контакты на телах и отростках метасимпатических интернейронов и эффекторных нейронов.

Гуморальная регуляция функций. В регуляции функций важная роль принадлежит железам внутренней секреции. Генерализованные специализированные эффекты гуморальной регуляции осуществляются с помощью гормонов. Действие гормонов основано на стимуляции или угнетении каталитической активности ферментов в клетках органов-мишеней. Механизм действия гормонов пептидной и стероидной природы различен. Пептидные гормоны не проникают внутрь клетки, а присоединяются на ее поверхности к специфическим рецепторам в клеточной мембране. Рецептор связан с ферментом аденилатциклазой. Комплекс гормона с рецептором активизирует аденилатциклазу, которая расщепляет АТФ с образованием циклического аденозинмонофосфата (ц-АМФ). Действие ц-АМФ реализуется через сложную цепь реакций, ведущую к активации ферментов, которые и определяют конечный эффект гормона. Стероидные гормоны – относительно небольшие гормоны, проникающие через клеточную мембрану. Гормон связывается с рецепторомв цитоплазме, после чего комплекс гормон-рецептор поступает в клеточное ядро, где вступает в обратимое взаимодействие с ДНК и индуцирует синтез белков.

Таким образом, гормоны регулируют разнообразные функции организма, поддерживают постоянство его внутренней среды (гомеостаз).

Единство нервных и гуморальных механизмов регуляции. Основным механизмом поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне является саморегуляция физиологических функций, осуществляющаяся на основе единства нервных и гуморальных механизмов регуляции. Регулирующее влияние ЦНС на физиологические функции осуществляется через гипоталамус. Гипоталамус связан афферентными путями с другими частями ЦНС и получает информацию от всего организма. Сигнализация от экстеро- и интерорецепторов, поступая в ЦНС через гипоталамус, передается эндокринным железам. Нейросекреторные клетки гипоталамуса трансформируют нервные стимулы в гуморальные факторы с физиологической активностью (релизинг-факторы) . Релизинг-факторы влияют на функцию клеток гипофиза, вырабатывающих ряд гормонов, от которых зависит синтез и секреция гормонов ряда периферических эндокринных желез, воздействующих на органы и ткани.